Tunceli ve yöresinin tarih öncesi çağlara inen eski bir tarihi geçmişi bulunmaktadır. MÖ. IV. yüzyıldan önce tarihçiler bu bölgeye Daranis ismini vermişlerdir.
Tarihçi Ptolemyos buradan Daranalis olarak söz etmiştir. Bu sözcüğün Pers kralı Darios’tan geldiği sanılmaktadır.
Tunceli’nin Çemişkezek ilçesine bağlı Sakyol Köyü yakınındaki Sakyol höyükte yapılan araştırmalarda ele geçen buluntular, yöreye ilk kez Kalkolitik Çağda (MÖ.5500-3500) yıllarında yerleşildiğini göstermiştir. MÖ.2000’lerde bu yörede Hurriler yaşıyordu ve İşuva olarak isimlendirilmiştir. MÖ. XIV. yüzyılda Hititler bu bölgeye gelmiş ve İşuvalılarla savaşmışlardır. Bundan sonra Hititler yöreye hakim olmuşlardır.
Asur tabletlerinden öğrenildiğine göre de MÖ. IX.yüzyılda Muşkiler de burada yaşamışlardır. MÖ.5000’de Tunceli yöresinde yaşadıkları sanılan Muşkiler daha sonra Karduk ismini almış ve Hitit Krallığının yıkılmasından sonra batıdan gelen Pala ve diğer Hitit beylikleri ile karışmışlardır. MÖ 4000’de Sümerler’in yöreye egemen olduğu, Akad Kralı Sargon ile Naramsin’e ait tabletlerden anlaşılmaktadır. Bu arada MÖ.2370-2330 yıllarında yörenin Akadlar Devleti’nin bir ili olduğu da kitabelerde belirtilmektedir.
MÖ.VIII.yüzyılda Tunceli yöresi Urartuların egemenliğine girmiştir. Urartular bölgeye Süpani ismini vermişlerdir. Urartu kralı I.Sarduri zamanında MÖ.840-825 yöre, Urartu sınırları içerisinde gösterildiği tablet ve kitabelerden anlaşılmaktadır. MÖ.699’de Medler Urartu Devletini ortadan kaldırmış ve yöreye egemen olmuşlardır.
MÖ.VI.yüzyıl ortalarında da Persler yöreye hakim olmuşlardır. Tarihçi Ksnophanes’e göre yörede Karduklar, Heredotos’a göre de Akilisenler burada yaşamışlardır. MÖ.550’de Anadolu’ya hakim olan Persler Tunceli yöresini de ele geçirmişler, bu dönemde Medya Sınır Satraplığı içerisinde yer alan Tunceli’nin yerli halkı Haldiler, Khalibler, Massinekler ve Akilisenler’den oluşuyordu.
MÖ.334’te Büyük İskender İsos Savaşında Persleri yenmiş ve yöreye hakim olmuştur. Makedonyalıların bu bölgedeki hakimiyeti sırasında Akilisene ve Kapadokia halkı İskender’e karşı direnmişse de isyan MÖ.322’de bastırılmıştır. Bundan sonra Kapadokia Krallığının hakimiyeti altına giren yöre, Seleukoslarla Kapadokia Krallığı arasında birkaç kez el değiştirmiştir.
MÖ.I.yüzyılda Ermeni krallarından II.Dikran buraya egemen olmuşsa da bunu Roma dönemi izlemiştir. Roma ordusu Sulla’nın komutasında Pontus devletiin son kralı Mitridates’i yendikten sonra Tunceli yöresine egemen olmuşlardır. Yöredeki isyanlar üzerine MÖ.69-66 yıllarında Romalılar Lukullus komutasındaki ordusunu isyancılardan Tigran’ın üzerine göndermiş ve bölgeyi Roma’nın Kapadokia Eyaletine bağlamıştır. MÖ.I.yüzyıldan itibaren Romalılar buradan Partlar üzerine seferler düzenlemişlerdir. Bu dönemdeki siyasi karmaşa sırasında yöre, zaman zaman Arsakların hakimiyeti altına girmiştir.
Bizans döneminde uzun süre Sasaniler tarafından yönetilen Tunceli ve yöresi 639’da Arapların egemenliği altına girmiştir. XI.yüzyılda Hozan ismi ile tanınan yöre Bizans’ın Mesopotamia Theması’nın sınırları içerisinde kalmıştır.